DE10049752A1

DE10049752A1 - Verfahren zur Erkennung der Lagegenauigkeit von Register und Falz-oder Schneidkanten an flachen Exemplaren

Info

Publication number: DE10049752A1
Application number: DE2000149752
Authority: DE
Inventors: Vincent Laulanet
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Goss International Montataire SA
Priority date: 1999-10-11
Filing date: 2000-10-09
Publication date: 2001-05-10
Also published as: US6499403B1; JP2001145998A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erkennung der Lagegenauigkeit von Register und Falzkantenlage (8) an flachen Exemplaren (13), wobei mittels eines Detektors (15) ein Erfassungsfeld (1) am Exemplar (13) abgetastet wird, wobei das Erfassungsfeld (1) am Exemplar (13) jeweils vorgebbar ist. Die Position des Druckbildes (5) und die Lage der Falzkanten (8) wird anhand von durch Rasterfelder (7, 12) verlaufender Kontrastsprünge ermittelt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erkennung der Lagegenauigkeit von Register und Falz- oder Schneidkanten an flachen Exemplaren in Falzapparaten, die Rotationsdruckmaschinen zum ein- oder mehrseitigen Bedrucken von Materialbahnen nachgeordnet sind.

US 5,568,767 bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beibehaltung des Registers und des Schnittregisters an Rotationsdruckmaschinen. Innerhalb eines ersten Verfahrensschrittes wird die Position eines jeden gedruckten Bildes auf der Materialbahn erfaßt. Danach erfolgt die Generierung eines Referenzsignals, welches einer Sollposition des Bildes auf der Materialbahn entspricht. Anschließend wird ein den Registerabweichungen entsprechender Datenstrom erzeugt, wobei kontinuierlich Steuerbefehle an die Steuereinheit der Rotationsdruckmaschinen übermittelt werden, die auf den die Registerabweichungen repräsentierenden Datenstrom basieren. Es wird ferner ein die Geschwindigkeit der Rotation beeinflussender Steuerdatenstrom generiert, der anhand der errechneten Änderungen einen den Registerabweichungen entsprechenden Datenstrom ermittelt. Schließlich werden das Maschinendrehmoment beeinflussende Datenströme generiert, die aus den Änderungen eines die Geschwindigkeit der Rotation beeinflussenden Datenstromes bestimmt werden.

Mittels der solcher Art ermittelten Abweichungen wird die Phasenlage des Schneidzylinders beeinflußt, um die Registerhaltigkeit zwischen der Lage des Druckbildes und der Schnittkantenlage herzustellen.

WO 97/36749 bezieht sich auf ein Verfahren zur qualitativen Beurteilung von bearbeitetem Material. Bei diesem vorgeschlagenen Verfahren werden mittels mindestens eines photoelektrischen Sensors und einer mit diesem zusammenwirkenden Auswerteeinrichtung, Bildbereiche des inspizierten Materials, möglichen Fehlerquellen zugeordnet, erfaßt. Die Fehlerquellen stellen jeweils die Druckformen der Druckformzylinder dar. Es werden jeweils Zählimpulse von für gut befundenen Exemplare und von für schlecht befundenen Druckexemplare in separaten Zähleinheiten erfaßt.

Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein zuverlässig und schnell arbeitendes Verfahren zur Erkennung der Position von Falz- oder Schneidkanten an flachen Exemplaren und zur Erkennung der Lage des Druckbildes bereitzustellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren zur Erkennung der Lagegenauigkeit von Register und Schneid- oder Falzkanten an flachen Exemplaren, wobei mittels eines Detektors ein Erfassungsfeld am Exemplar abgetastet wird und das Erfassungsfeld am Exemplar jeweils vorgebbar ist, die Position des Druckbildes und die Lage von Falz- oder Schneidkanten anhand von durch Rasterfelder verlaufender Kontrastübergänge erfolgt.

Die mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren einhergehenden Vorteile liegen darin, daß Kontrastsprünge in Rasterfeldern in Echtzeit detektierbar sind und keine Auswertezeiten beanspruchenden Auswerteroutinen durchlaufen werden müssen. Mit der gewählten auf die Detektion von Kontrastsprüngen abstellenden Verfahrensweise lassen sich die Position von Falz- oder Schneidkanten an flachen Produkten mit einer Genauigkeit von +/-0,1 mm genau bestimmen, so daß ein schnell ansprechendes und extrem zuverlässiges Selbstdiagnosesystem in einem einer Rotationsdruckmaschine nachgeordneten Falzapparat zur Verfügung gestellt werden kann.

In Weiterentwicklung des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens ist vorgesehen, innerhalb des Erfassungsfeldes eines Detektors, der beispielsweise als eine CCD-Kamera ausgeführt sein kann, verschiedene Abtastzonen zu definieren und durch den Benutzer vorgebbar zu gestalten, die jeweils von besonderem Interesse für den Anwender sind. Die Abtastzonen sind beispielsweise der Falzrücken, eine Falzkante oder auch der Randbereich eines Druckbildes. Diesen den Anwender interessierenden Bereiche werden jeweils Rasterfelder überlagert. Die Rasterfelder können je nach interessierender Abtastzone unterschiedliche aufgebaut sein. So enthalten beispielsweise diejenigen Rasterfelder, mit denen die Lage des Falzrückens oder die Position einer Schneidkante detektiert wird, ein im wesentlichen senkrecht zur Falz- oder Schneidkante verlaufendes Linienmuster. Rasterfelder, mit denen sich die Lage des Druckbildes detektieren läßt, enthalten ein aus vertikalen und sich in horizontaler Richtung jeweils erstreckendes Linienmuster. Die überlagerten Rasterfelder werden abhängig vom Auftreten und Lage von Kreuzungspunkten von Linien generiert, in denen Zonen stark unterschiedlicher Kontraste aufeinandertreffen. Dies kann bereits in der Vorstufe während der Druckvorlagenherstellung erfolgen und automatisch im Rahmen der Belichtung der Farbauszüge an den Zonen, in denen in den jeweiligen Farbauszügen für Cyan, Magenta, schwarz und gelb, starke Kontrastsprünge auftreten können. In diesen Zonen werden innerhalb der Software der Druckformherstellung Rasterfelder generiert, die auf der Auftragskarte (Jobticket) gespeichert werden und im Rahmen der Voreinstellung eines Auftrags zum allgemeinen Zugriff für die Voreinstellung liegen. So stehen die im Rahmen der Voreinstellung in Position und Erstreckung abgespeicherten Rasterfelder auch zur Detektion zum Verlauf von Falz- oder Schneidkanten durch optischen Kontrolleinrichtung zur Verfügung.

Die Rasterfelder mit ihren unterschiedlich gestalteten Linienmustern sind vorzugsweise in solchen Zonen plaziert, in welchen starke Kontrastsprünge auftreten, die auswertbar sind. Die in den Rasterfelder liegenden Kontrastsprünge werden bevorzugt als Unterbrechung der vertikal oder vertikal und horizontal verlaufenden Linienmuster interpretiert und geben, entsprechend aufaddiert, Verläufe von Falz- oder Schneidkanten, oder des interessierenden Randbereiches von Druckbildern wieder. Mittels der aus den Markierungen sich ergebenden geraden Verläufe, läßt sich der Abstand zwischen der Falz- oder Schneidkante des Exemplares zum Druckbild bestimmen, ein Abstand, der maßgeblich für die Bestimmung der korrekten Registerlage der Druckform auf den Druckwerkzylindern der dem Falzapparat vorgeschalteten Rotation ist.

Der Anwender des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens kann sich durch die Vorwahl ihn speziell interessierender Abtastzonen individuelle Bereiche definieren, die ihn interessieren und die vom Drucksujet zu Drucksujet, von Druckauftrag zu Druckauftrag extrem variieren können.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert:

Es zeigt:

Fig. 1 das Erfassungsfeld eines Detektors, wie beispielsweise einer CCD-Kamera,

Fig. 2 ein einer Falzkante überlagertes Rasterfeld mit im wesentlichen vertikal ausgeprägten Linienzügen,

Fig. 3 ein einem Druckbild überlagertes Rasterfeld mit einem vertikalen und horizontalen Rastermuster,

die Fig. 4 und 5 Falzexemplare mit Falzkanten und interessierenden Druckbereichen und

Fig. 6 eine schematisch wiedergegebene Konfiguration eines Falzapparates mit einer CCD-Kamera, die die Oberfläche eines abgetrennten Falzexemplares abtastet.

In Fig. 1 ist schematisch das Erfassungsfeld eines Detektors, wie beispielsweise einer CCD-Kamera dargestellt.

Das Erfassungsfeld 1 hat im dargestellten Beispiel ein etwa rechteckförmiges Aussehen und umfaßt sowohl eine Falz- oder Schnittkantenzone 2 am Randbereich 4 eines Druckbildes 5. Die Exemplarfläche 3 des in Fig. 1 dargestellten Ausschnittes stellt die Ecke eines flachen Exemplars dar, wobei zwischen der Falz- oder Schneidkante und dem Randbereich des Druckbildes 5 der Abstand 6 von großem Interesse für den Anwender ist. Aus dem Abstand 6 lassen sich Rückschlüsse auf die Registerhaltigkeit der Druckform an den Druckwerkzylindern einer vorgelagerten Rotationsdruckmaschine ziehen, ferner kann dieser Abstand für Finishingprozesse, während der nachfolgenden Weiterverarbeitung aus dem Falzapparat heraus transportierter Exemplare benutzt werden, um Seitenkanten- oder Fertigbeschnittabstände an den fertiggefalzten flachen Exemplaren zu bestimmen.

In Fig. 2 ist ein einer Falzkante - hier einem Falzrücken - überlagertes Rasterfeld mit im wesentlich vertikal erstreckenden Linienzügen dargestellt.

Dem Bereich des Falzrückens 8 eines fertigen Falzexemplars 13 ist ein sich entlang der Falzkanten- oder Schneidkantenzone 2 erstreckendes Vertikalraster 7 überlagert. Das Vertikalraster 7 enthält eine Anzahl vertikal verlaufender Linien 9, die in einer bestimmen Gitterweite einzeln voneinander beabstandet sind, wobei sich die vertikal verlaufenden Linien über dem ausgeprägten Kontrastübergang von hellem Hintergrund auf relativ dunkel dargestellte Exemplarflächen erstrecken. Der pro vertikaler Linie auftretende Kontrastsprung ist durch je eine Unterbrechung der vertikalen Linie 9 in Gestalt einer Markierung 10 dargestellt. Werden die Markierungen 10 entlang des Verlaufes des Falzrückens 8 aufaddiert, so ergibt sich der Falzkanten- oder der Schneidkantenverlauf.

Fig. 3 schließlich zeigt ein das Druckbild überlagerndes Rasterfeld mit einer vertikal und horizontal verlaufenden Linienstruktur.

Im Bereich des Druckbildes 5 ist ein quadratisches Rasterfeld 12 aufgebracht, welches eine Gitterstruktur aus vertikal und horizontal verlaufenden Linien enthält. In der Darstellung gemäß Fig. 3 ist ein Quandrant des Rasterfeldes 12 einen Großbuchstaben des Druckbildes 5 überdeckend dargestellt. Zur Verdeutlichung des sich einstellenden Kontrastsprunges zwischen dunkler, den abgebildeten Quandranten umgebender Außenfläche und der hellen Fläche, sind die Markierungen 10 zu einem rechtwinklig verlaufenden Linienzug zusammengefaßt. Die Schnittstelle der beiden rechtwinklig zueinander verlaufenden Linienzüge stellt einen zur Bestimmung des Abstandes 6 zwischen der Falz- oder Schneidkante 8 und dem Randbereich des Druckbildes 5 geeigneten Fixpunkt dar. Das quadratische Rastfeld 12 gemäß Fig. 3 hat einen vorgegebenen Rasterlinienabstand zwischen den Linienzügen 12.1 und 12.2, der dem geforderten Auflösungsvermögen angepaßt ist. Das Auflösungsvermögen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt im Bereich von 0,1 mm, was für die Lagegenauigkeitdetektion als völlig ausreichend anzusehen ist.

Die Lage des in der Kontrastübergangszone liegenden, hier quadratisch ausgebildeten Rasters 12 ist aus der Druckformherstellung für jeden Farbauszug, sei es Cyan, Magenta, schwarz oder gelb, bekannt. Die optische Kontrolleinrichtung 15 hat daher Zugriff auf Ort und Lage des Rasterfeldes 12 und dessen gewähltes Auflösungsvermögen sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung, etwa durch Einsatz einer CCD-Kamera, den Randbereich 4 entsprechend abzutasten. Neben der Auswertung von Kontrastübergängen, lassen sich die exakte Ausbildung von Schneidkanten und Falzrücken während des Maschinenlaufs überwachen. Je nach dem ob die Ausbildung einer Schneidkante oder die Lage einer Falzkante überwacht werden soll, lassen sich die entsprechenden Raster durch Zugriff auf die Auftragsdaten, die Rasterlage und Rasterfeldgröße enthalten, zur Detektion von Kantenlage und zur Bewertung von Falz- und Schneidqualität heranziehen. Da im Rahmen der Druckformherstellung eine Vielzahl von Referenzpunkten ausgewertet und zur Rasterfeldgenerierung herangezogen werden kann, steht die gleiche große Anzahl von Rasterfeldern für die Bewertung von Falz- und Schneidgenauigkeit zur Verfügung. Bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten können zur Bewertung in Echtzeit größere Rasterweiten eingesetzt werden; liegt die Geschwindigkeit hingegen niedriger, lassen sich feiner auflösende Rasterweiten einsetzen.

Die Gitterweite kann je nach Drucksujet 5 auch variiert werden, was kaum Einfluß auf die Detektionsempfindlichkeit hat. Bei größer gewählten Gitterweiten sei es im Vertikalrasterfeld 7 als auch im quadratisch gestalteten Rasterfeld 12 kann die Bestimmung der Falzkanten- bzw. der Schneidkantenlage sowie des Druckbildes 5 schneller erfolgen. Dies wäre etwa bei höheren Produktionsgeschwindigkeiten interessant.

In den Fig. 4 und 5 sind flächige Falzexemplare 13 dargestellt, bei denen der Falzrücken 8 eine Bezugskante darstellt, von der aus in einem Abstand 6 das Druckbild 5 liegt. Das Koordinatensystem 14 dient als Bezugssystem, anhand dessen eine genaue Lagebestimmung des Falzexemplares 13 vorgenommen werden. Die X-Achse des Koordinatensystems 14 dient zur Grobausrichtung des Falzrückens 8 des Falzexemplares 13. Anhand des Abstandes 6 am Falzexemplar 13, kann die Lage des Falzrückens 8 relativ zum Druckbild 5 bestimmt werden. Ist aus dem Quadratraster 12 die Lage der gewinkelt verlaufenden Markierungslinie 10 bekannt, so läßt sich anhand des detektierten Kontrastsprunges das Ende des Druckbildes 5 feststellen. Der Abstand 6 verläuft danach vom Schnittpunkt der rechtwinklig verlaufenden Markierungslinien 10 im Quadratraster 12 zur entsprechenden Markierungslinie 10 des vertikalen Rasters 7.

Fig. 6 zeigt in schematischer Anordnung eine Falzapparatanordnung, in welcher ein von der Materialbahn 16 abgetrenntes Exemplar 20 von einer CCD-Kamera 15, die als Detektor fungiert, abgetastet wird. Die CCD-Kamera 15 ist in der in Fig. 6 schematisch wiedergegebenen Konfiguration, die das Erfassungsfeld 1 erzeugende Komponente, die die erfaßten Daten an eine Auswerteeinheit 23 übermittelt.

Die auf den Falztrichter auflaufende Materialbahn 16 läuft über ein Einlaufwalzenpaar 18 in das Zylinderteil des Falzapparates ein. Dabei ist es unerheblich, ob der Falzapparat mit Punkturensätzen ausgebildet ist oder ein ein den Transport der Exemplare mit Transportbändern durchführender punkturlos arbeitender Falzapparat ist. Von der Materialbahn 16 werden die einzelnen Exemplare 20 an einem Schneidzylinderpaar 19 abgetrennt. Unterhalb des Schneidzylinderpaares 19 ist die CCD-Kamera 15 angeordnet, die die vorwählbaren Falz- oder Schneidkantenbereiche, sowie die Lage des Druckbildes 5. die zu detektieren ist, mittels der individuell vorgebbaren Suchbereiche 2, 4 eingrenzt.

Mittels eines dem Schneidzylinderpaar 19 zugeordneten Drehgebers 24 kann das Schneidregister an die Lage des Druckbildes 5, abgetastet durch die CCD-Kamera 15, angepaßt werden.

Im in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind das Schneidzylinderpaar 19 sowie die Schaufelräder 21 von einem gemeinsamen Antriebsmotor 22 angetrieben. Es ist ohne weiteres ebenfalls möglich, auch die in Falzapparaten enthaltenen Zylinder mit Einzelantrieben anzutreiben, deren Phasenlage zueinander auf elektronischem Wege synchronisiert wird.

Bezugszeichenliste

1

Erfassungsfeld

2

Falz- und Schneidkantenzone

3

Exemplarfläche

4

Randbereich

5

Druckbild

6

Abstand d

7

Vertikalraster

8

Falzrücken

9

Vertikallinie

10

Markierung

11

Kontrastpunkte

12

Quadratraster

12.1

Horizontallinie

12.2

Vertikallinie

13

mehrseitiges Exemplar

14

Koordinatensystem

15

Kamera

16

Bahn

17

Bahnoberseite

18

Einlaufwalzen

19

Schneidzylinder

20

Exemplar

21

Schaufelrad

22

Antrieb

23

Auswerteeinheit

24

Drehgeber

Claims

1. Verfahren zur Erkennung der Lagegenauigkeit von Register und Falz- oder Schneidkantenlage an flachen Exemplaren (13), wobei mittels eines Detektors (15) ein Erfassungsfeld (1) am Exemplar (13) abgetastet wird, wobei das Erfassungsfeld (1) am Exemplar (13) jeweils vorgebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Druckbildes (5) und von Falz- oder Schneidkanten (8) anhand von durch Rasterfelder (7, 12) verlaufender Kontrastübergänge ermittelt wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anwender im Erfassungsfeld (1) Abtastzonen (2, 4) vorgibt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Erfassungsfeld (1) definierte Abtastzonen (2, 4) von Rastern (7, 12) überlagert werden.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasterfelder (7) Falz- und/oder Schneidkanten (8) überdeckende, vertikale Liniensätze (9) enthalten.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasterfelder (12) Randbereiche (15) überstreichende horizontale Linien (12.1) und Vertikallinien (12.2) enthalten.

6. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem am Übergang zwischen Hintergrund und Exemplar (13) unterbrochenen Vertikallinien (9) Markierungen (10) gesetzt werden.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Position der Markierungen (10) der Verlauf des Falzrückens (8) bestimmt wird.

8. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Position der Markierungen (10) der Verlauf der Schneidkanten (8) bestimmt wird.

9. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus den die Kontrastsprünge kennzeichnenden Markierungen (10) des Rasterfeldes (12) die Lage des Druckbildes (5) bestimmt wird.

10. Verfahren gemäß einem oder mehren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Verlauf der dem Falzrücken oder die Schneidkanten (8) jeweils repräsentierenden Abfolge von Markierungen (10) des Rasterfeldes (7) und dem den Rand des Druckbildes (5) repräsentierenden Markierungen (10) des Rasterfeldes (12) der Abstand (6) zwischen Druckbild (5) und Falz- oder Schneidkante (8) ermittelt wird.

11. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Druckbildes (5) und Falz- und/oder Schneidkanten anhand detektierter Kontrastübergänge dynamisch während der Produktion einer Materialbahnen verarbeitenden Maschine erfolgt.